L-inġiniera elettroniċi jafu li l-antenni jibagħtu u jirċievu sinjali fil-forma ta’ mewġ ta’ enerġija elettromanjetika (EM) deskritta mill-ekwazzjonijiet ta’ Maxwell. Bħal f’ħafna suġġetti, dawn l-ekwazzjonijiet, u l-propjetajiet tal-propagazzjoni tal-elettromanjetiżmu, jistgħu jiġu studjati f’livelli differenti, minn termini relattivament kwalitattivi għal ekwazzjonijiet kumplessi.
Hemm ħafna aspetti għall-propagazzjoni tal-enerġija elettromanjetika, wieħed minnhom huwa l-polarizzazzjoni, li jista' jkollha gradi varji ta' impatt jew tħassib fl-applikazzjonijiet u fid-disinji tal-antenni tagħhom. Il-prinċipji bażiċi tal-polarizzazzjoni japplikaw għar-radjazzjoni elettromanjetika kollha, inkluża l-RF/bla fili, l-enerġija ottika, u spiss jintużaw f'applikazzjonijiet ottiċi.
X'inhi l-polarizzazzjoni tal-antenna?
Qabel ma nifhmu l-polarizzazzjoni, l-ewwel irridu nifhmu l-prinċipji bażiċi tal-mewġ elettromanjetiku. Dawn il-mewġ huma magħmula minn kampi elettriċi (kampi E) u kampi manjetiċi (kampi H) u jiċċaqalqu f'direzzjoni waħda. Il-kampi E u H huma perpendikolari għal xulxin u għad-direzzjoni tal-propagazzjoni tal-mewġa pjana.
Il-polarizzazzjoni tirreferi għall-pjan tal-kamp-E mill-perspettiva tat-trasmettitur tas-sinjal: għal polarizzazzjoni orizzontali, il-kamp elettriku jiċċaqlaq lejn il-ġenb fil-pjan orizzontali, filwaqt li għal polarizzazzjoni vertikali, il-kamp elettriku joxxilla 'l fuq u 'l isfel fil-pjan vertikali (figura 1).
Figura 1: Il-mewġ tal-enerġija elettromanjetika jikkonsisti minn komponenti tal-kamp E u H perpendikolari ma' xulxin
Polarizzazzjoni lineari u polarizzazzjoni ċirkolari
Il-modi ta' polarizzazzjoni jinkludu dawn li ġejjin:
Fil-polarizzazzjoni lineari bażika, iż-żewġ polarizzazzjonijiet possibbli huma ortogonali (perpendikolari) għal xulxin (Figura 2). Fit-teorija, antenna riċeventi polarizzata orizzontalment mhux se "tara" sinjal minn antenna polarizzata vertikalment u viċi versa, anke jekk it-tnejn joperaw bl-istess frekwenza. Iktar ma jkunu allinjati, iktar jinqabad sinjal, u t-trasferiment tal-enerġija jiġi massimizzat meta l-polarizzazzjonijiet jaqblu.
Figura 2: Il-polarizzazzjoni lineari tipprovdi żewġ għażliet ta' polarizzazzjoni f'angoli retti ma' xulxin
Il-polarizzazzjoni oblikwa tal-antenna hija tip ta' polarizzazzjoni lineari. Bħall-polarizzazzjoni orizzontali u vertikali bażika, din il-polarizzazzjoni tagħmel sens biss f'ambjent terrestri. Il-polarizzazzjoni oblikwa hija f'angolu ta' ±45 grad mal-pjan ta' referenza orizzontali. Filwaqt li din hija biss forma oħra ta' polarizzazzjoni lineari, it-terminu "lineari" ġeneralment jirreferi biss għal antenni polarizzati orizzontalment jew vertikalment.
Minkejja xi telf, is-sinjali mibgħuta (jew riċevuti) minn antenna djagonali huma fattibbli biss b'antenni polarizzati orizzontalment jew vertikalment. Antenni polarizzati oblikwament huma utli meta l-polarizzazzjoni ta' antenna waħda jew tat-tnejn ma tkunx magħrufa jew tinbidel waqt l-użu.
Il-polarizzazzjoni ċirkolari (CP) hija aktar kumplessa mill-polarizzazzjoni lineari. F'dan il-mod, il-polarizzazzjoni rappreżentata mill-vettur tal-kamp E iddur hekk kif is-sinjal jippropaga. Meta ddur lejn il-lemin (tħares 'il barra mit-trasmettitur), il-polarizzazzjoni ċirkolari tissejjaħ polarizzazzjoni ċirkolari lejn il-lemin (RHCP); meta ddur lejn ix-xellug, polarizzazzjoni ċirkolari lejn ix-xellug (LHCP) (Figura 3)
Figura 3: Fil-polarizzazzjoni ċirkolari, il-vettur tal-kamp E ta' mewġa elettromanjetika jdur; din ir-rotazzjoni tista' tkun lejn il-lemin jew lejn ix-xellug
Sinjal CP jikkonsisti f'żewġ mewġ ortogonali li huma barra mill-fażi. Tliet kundizzjonijiet huma meħtieġa biex jiġi ġġenerat sinjal CP. Il-kamp E għandu jikkonsisti f'żewġ komponenti ortogonali; iż-żewġ komponenti għandhom ikunu 90 grad barra mill-fażi u ugwali fl-amplitudni. Mod sempliċi biex tiġġenera CP huwa li tuża antenna spirali.
Il-polarizzazzjoni ellittika (EP) hija tip ta' CP. Il-mewġ polarizzat ellittikament huwa l-qligħ prodott minn żewġ mewġ polarizzat linearment, bħall-mewġ CP. Meta żewġ mewġ polarizzat linearment perpendikolari reċiprokament b'amplitudnijiet mhux ugwali jiġu kkombinati, tiġi prodotta mewġa polarizzata ellittikament.
Id-diskrepanza fil-polarizzazzjoni bejn l-antenni hija deskritta mill-fattur tat-telf tal-polarizzazzjoni (PLF). Dan il-parametru huwa espress f'decibels (dB) u huwa funzjoni tad-differenza fl-angolu tal-polarizzazzjoni bejn l-antenni li jittrażmettu u li jirċievu. Teoretikament, il-PLF jista' jvarja minn 0 dB (ebda telf) għal antenna perfettament allinjata sa dB infinit (telf infinit) għal antenna perfettament ortogonali.
Fir-realtà, madankollu, l-allinjament (jew allinjament ħażin) tal-polarizzazzjoni mhuwiex perfett għaliex il-pożizzjoni mekkanika tal-antenna, l-imġiba tal-utent, id-distorsjoni tal-kanal, ir-riflessjonijiet multipath, u fenomeni oħra jistgħu jikkawżaw xi distorsjoni angolari tal-kamp elettromanjetiku trasmess. Inizjalment, ikun hemm 10 - 30 dB jew aktar ta' "tnixxija" ta' polarizzazzjoni inkroċjata tas-sinjal mill-polarizzazzjoni ortogonali, li f'xi każijiet jista' jkun biżżejjed biex jinterferixxi mal-irkupru tas-sinjal mixtieq.
B'kuntrast, il-PLF attwali għal żewġ antenni allinjati b'polarizzazzjoni ideali jista' jkun ta' 10 dB, 20 dB, jew akbar, skont iċ-ċirkostanzi, u jista' jfixkel l-irkupru tas-sinjal. Fi kliem ieħor, polarizzazzjoni inkroċjata mhux intenzjonata u l-PLF jistgħu jaħdmu fiż-żewġ direzzjonijiet billi jinterferixxu mas-sinjal mixtieq jew inaqqsu s-saħħa tas-sinjal mixtieqa.
Għaliex għandna nimpurtaw ruħna mill-polarizzazzjoni?
Il-polarizzazzjoni taħdem b'żewġ modi: iktar ma żewġ antenni jkunu allinjati u jkollhom l-istess polarizzazzjoni, iktar tkun tajba s-saħħa tas-sinjal riċevut. Bil-maqlub, allinjament ħażin tal-polarizzazzjoni jagħmilha iktar diffiċli għar-riċevituri, kemm jekk intenzjonati kif ukoll jekk mhux sodisfatti, biex jaqbdu biżżejjed mis-sinjal ta' interess. F'ħafna każijiet, il-"kanal" jgħawweġ il-polarizzazzjoni trasmessa, jew antenna waħda jew it-tnejn li huma mhumiex f'direzzjoni statika fissa.
L-għażla ta' liema polarizzazzjoni għandha tintuża ġeneralment tkun determinata mill-installazzjoni jew mill-kundizzjonijiet atmosferiċi. Pereżempju, antenna polarizzata orizzontalment se taħdem aħjar u żżomm il-polarizzazzjoni tagħha meta tkun installata ħdejn is-saqaf; bil-maqlub, antenna polarizzata vertikalment se taħdem aħjar u żżomm il-prestazzjoni tal-polarizzazzjoni tagħha meta tkun installata ħdejn ħajt tal-ġenb.
L-antenna dipole użata ħafna (sempliċi jew mitwija) hija polarizzata orizzontalment fl-orjentazzjoni "normali" tal-immuntar tagħha (Figura 4) u ħafna drabi tiġi mdawra 90 grad biex tassumi polarizzazzjoni vertikali meta meħtieġ jew biex tappoġġja mod ta' polarizzazzjoni preferut (Figura 5).
Figura 4: Antenna dipole ġeneralment tkun immuntata orizzontalment fuq l-arblu tagħha biex tipprovdi polarizzazzjoni orizzontali
Figura 5: Għal applikazzjonijiet li jeħtieġu polarizzazzjoni vertikali, l-antenna dipole tista' tiġi mmuntata kif xieraq fejn l-antenna taqbad
Il-polarizzazzjoni vertikali tintuża komunement għal radjijiet mobbli li jinżammu fl-idejn, bħal dawk użati mill-ewwel risponsers, għaliex ħafna disinji ta' antenni tar-radju polarizzati vertikalment jipprovdu wkoll mudell ta' radjazzjoni omnidirezzjonali. Għalhekk, antenni bħal dawn m'għandhomx għalfejn jiġu orjentati mill-ġdid anke jekk id-direzzjoni tar-radju u l-antenna tinbidel.
Antenni ta' frekwenza għolja (HF) ta' 3 - 30 MHz huma tipikament mibnija bħala wajers twal sempliċi mdawra flimkien orizzontalment bejn parentesi. It-tul tagħhom huwa determinat mit-tul tal-mewġa (10 - 100 m). Dan it-tip ta' antenna huwa polarizzat orizzontalment b'mod naturali.
Ta' min jinnota li r-referenza għal din il-medda bħala "frekwenza għolja" bdiet għexieren ta' snin ilu, meta 30 MHz kienet tabilħaqq frekwenza għolja. Għalkemm din id-deskrizzjoni issa tidher li hija skaduta, hija denominazzjoni uffiċjali mill-Unjoni Internazzjonali tat-Telekomunikazzjoni u għadha tintuża ħafna.
Il-polarizzazzjoni preferuta tista' tiġi determinata b'żewġ modi: jew bl-użu ta' mewġ tal-art għal sinjalar aktar b'saħħtu fuq medda qasira permezz ta' tagħmir tax-xandir li juża l-medda ta' mewġa medja (MW) ta' 300 kHz - 3 MHz, jew bl-użu ta' mewġ tas-sema għal distanzi itwal permezz tal-Link tal-jonosfera. Ġeneralment, antenni polarizzati vertikalment għandhom propagazzjoni aħjar tal-mewġ tal-art, filwaqt li antenni polarizzati orizzontalment għandhom prestazzjoni aħjar tal-mewġ tas-sema.
Il-polarizzazzjoni ċirkolari tintuża ħafna għas-satelliti għaliex l-orjentazzjoni tas-satellita relattiva għall-istazzjonijiet tal-art u satelliti oħra tinbidel kontinwament. L-effiċjenza bejn l-antenni tat-trażmissjoni u tar-riċeviment hija l-akbar meta t-tnejn ikunu polarizzati ċirkolarment, iżda antenni polarizzati linearment jistgħu jintużaw ma' antenni CP, għalkemm hemm fattur ta' telf ta' polarizzazzjoni.
Il-polarizzazzjoni hija importanti wkoll għas-sistemi 5G. Xi matriċi ta' antenni 5G b'input multiplu/output multiplu (MIMO) jiksbu throughput akbar billi jużaw il-polarizzazzjoni biex jużaw b'mod aktar effiċjenti l-ispettru disponibbli. Dan jinkiseb bl-użu ta' taħlita ta' polarizzazzjonijiet differenti tas-sinjali u multiplexing spazjali tal-antenni (diversità spazjali).
Is-sistema tista' tittrażmetti żewġ flussi ta' dejta għaliex il-flussi tad-dejta huma konnessi permezz ta' antenni indipendenti polarizzati ortogonalment u jistgħu jiġu rkuprati b'mod indipendenti. Anke jekk teżisti xi polarizzazzjoni inkroċjata minħabba distorsjoni tal-mogħdija u l-kanal, riflessjonijiet, multipath, u imperfezzjonijiet oħra, ir-riċevitur juża algoritmi sofistikati biex jirkupra kull sinjal oriġinali, li jirriżulta f'rati baxxi ta' żbalji fil-bits (BER) u fl-aħħar mill-aħħar Użu mtejjeb tal-ispettru.
bħala konklużjoni
Il-polarizzazzjoni hija proprjetà importanti tal-antenna li ħafna drabi tiġi injorata. Il-polarizzazzjoni lineari (inkluża orizzontali u vertikali), il-polarizzazzjoni oblikwa, il-polarizzazzjoni ċirkolari u l-polarizzazzjoni ellittika jintużaw għal applikazzjonijiet differenti. Il-firxa tal-prestazzjoni RF minn tarf sa tarf li antenna tista' tikseb tiddependi fuq l-orjentazzjoni u l-allinjament relattiv tagħha. L-antenni standard għandhom polarizzazzjonijiet differenti u huma adattati għal partijiet differenti tal-ispettru, u jipprovdu l-polarizzazzjoni preferuta għall-applikazzjoni fil-mira.
Prodotti Rakkomandati:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parametri | Tipiku | Unitajiet |
| Firxa ta' Frekwenza | 20-30 | GHz |
| Qligħ | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tip. | |
| Polarizzazzjoni | Doppju Lineari | |
| Iżolament Trans-Politiku | 60 Tipiku. | dB |
| Iżolament tal-Port | 70 Tipiku. | dB |
| Konnettur | SMA-Fmara | |
| Materjal | Al | |
| Irfinar | Żebgħa | |
| Daqs(T*W*Għ) | 83.9*39.6*69.4 (±5) | mm |
| Piż | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Oġġett | Speċifikazzjoni | Unità |
| Firxa ta' Frekwenza | 1-18 | GHz |
| Qligħ | 10 Tipiċi. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tipiku. | |
| Polarizzazzjoni | Lineari | |
| Iżolament Cross Po. | 30 Tipiku. | dB |
| Konnettur | SMA-Mara | |
| Irfinar | Pmhux | |
| Materjal | Al | |
| Daqs(T*W*Għ) | 182.4*185.1*116.6±5) | mm |
| Piż | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Parametri | Tipiku | Unitajiet |
| Firxa ta' Frekwenza | 2-18 | GHz |
| Qligħ | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tipiku. |
|
| Polarizzazzjoni | Doppju Lineari |
|
| Iżolament Trans-Politiku | 40 | dB |
| Iżolament tal-Port | 40 | dB |
| Konnettur | SMA-F |
|
| Trattament tal-Wiċċ | Pmhux |
|
| Daqs(T*W*Għ) | 276*147*147(±5) | mm |
| Piż | 0.945 | kg |
| Materjal | Al |
|
| Temperatura tat-Tħaddim | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parametri | Tipiku | Unitajiet |
| Firxa ta' Frekwenza | 93-95 | GHz |
| Qligħ | 22 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tip. |
|
| Polarizzazzjoni | Doppju Lineari |
|
| Iżolament Trans-Politiku | 60 Tipiku. | dB |
| Iżolament tal-Port | 67 Tip. | dB |
| Konnettur | WR10 |
|
| Materjal | Cu |
|
| Irfinar | Deheb |
|
| Daqs(T*W*Għ) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| Piż | 0.015 | kg |
Ħin tal-posta: 11 ta' April 2024
